Funktionsweise Arcade-Automat

[Kiwes]

Moin :)
Ich bin Schüler, 10. Klasse und schreib zurzeit meine Facharbeit. Thema durften wir uns größtenteils selber raussuchen, also hab ich was intressantes genommen, "Geschichte der Videospiele". Allerdings bin ich Physik zugeteilt bekommen und brauche noch einen physikalischen Bezug in jedem Teilstück. Der Lehrer ist tolerant, es muss nicht hochwissenschaftlich sein, nur brauche ich die ungefähre technische Wirkungsweise eines solchen Automaten.

Also beispielsweise, wie eine Platine im inneren aufgebaut ist, was die für eine Aufgabe hat, und welche informationen sie dem Prozessor zum verarbeiten gibt, wo das steuerboard angeschlossen (an platine oder prozessor), von welchen der beiden der bildschirm versorgt wird, etc :)

ich hoffe mir kann jemand helfen, weil google gibt leider nichts gebrauchbares :(

wenn ich jetzt was in der aufregung vergessen haben sollte kann man ja einfach mal nachfragen ;)

[Willi.O]

Moin :)
Ich bin Schüler, 10. Klasse und schreib zurzeit meine Facharbeit. Thema durften wir uns größtenteils selber raussuchen, also hab ich was intressantes genommen, "Geschichte der Videospiele". Allerdings bin ich Physik zugeteilt bekommen und brauche noch einen physikalischen Bezug in jedem Teilstück. Der Lehrer ist tolerant, es muss nicht hochwissenschaftlich sein, nur brauche ich die ungefähre technische Wirkungsweise eines solchen Automaten.

Also beispielsweise, wie eine Platine im inneren aufgebaut ist, was die für eine Aufgabe hat, und welche informationen sie dem Prozessor zum verarbeiten gibt, wo das steuerboard angeschlossen (an platine oder prozessor), von welchen der beiden der bildschirm versorgt wird, etc :)

ich hoffe mir kann jemand helfen, weil google gibt leider nichts gebrauchbares :(

wenn ich jetzt was in der aufregung vergessen haben sollte kann man ja einfach mal nachfragen ;)

Jo, ich kann nur im praktischen Teil helfen und Physik ist dehnbar....
auf jeden Fall wird dir hier innerhalb 2 Tagen geholfen....falls da niemand zwischenlabert....:D

[zyx]

also die wirkungsweise:D kann ich sofort beantworten... Das zeug infiziert hochgradig und kriegst auch nicht mehr los. Tausend Abstinenzkuren hab ich hinter mir und nichts hat geholfen, im gegenteil der jojo effekt ist bei jedem mal größer ;-)

Etwas schwierig zum Abschätzen für mich, wie weit wir in die tiefe gehen sollen. Aber ich probiers mal so:

Prinzipiell ist ein Automat gleich aufgebaut wie ein PC. Ich erklär das immer gerne etwas plastisch anhand der Gallier. Stell dir vor der Automat ist das Dorf der Gallier....;)

Der Häuptling (der dumme:p) ist somit die CPU (Central Processing Unit), der ohne seine Arbeiter (Memory) und dem Transportwesen (Systembus) nichts auf die Reihe bekommt. Dann brauchts ja noch die Presse Abteilung (Grafikteil auf der Platine und Monitor) die für die Grafikanzeige zuständig sind, klar sonst sieht man ja auch nicht was in dem Dorf so vor sich geht. Die Public Relationabteilung regelt die Kommunikation zwischen dem Häuptling und den Leuten (also Eingabegeräte), damit der Häuptling überhaupt weiss was er jetzt tun muss, zumindst glaubt er das, in wahrheit ist der strohdumm und wäre ohne seine Helferlein komplett verloren. Wichtig sind natürlich wie immer die Steuern (Münzprüfer) ohne die der Häuptling schonmal gar keinen Finger rührt, der faule Sack.. Der reagiert erst auf bare Münze und wehe du schmeisst ne falsche ein ;)

Natürlich streift das obige jetzt nur ganz peripher die Materie, aber ich denke das gibt mal nen groben überblick.

Noch mehr Infos gibts in unseren Newbie Bereich (siehe Menü oben) und im Wiki. Dort steht auch einiges näher erklärt wie zum Beispiel die Platine
(http://wiki.arcadeinfo.de/index.php/PCB)

So hoffe etwas geholfen zu haben, sonst frag einfach noch nach was du wissen willst.

[zyx]

also die wirkungsweise:D kann ich sofort beantworten... Das zeug infiziert hochgradig und kriegst auch nicht mehr los. Tausend Abstinenzkuren hab ich hinter mir und nichts hat geholfen, im gegenteil der jojo effekt ist bei jedem mal größer ;-)

Etwas schwierig zum Abschätzen für mich, wie weit wir in die tiefe gehen sollen. Aber ich probiers mal so:

Prinzipiell ist ein Automat gleich aufgebaut wie ein PC. Ich erklär das immer gerne etwas plastisch anhand der Gallier. Stell dir vor der Automat ist das Dorf der Gallier....;)

Der Häuptling (der dumme:p) ist somit die CPU (Central Processing Unit), der ohne seine Arbeiter (Memory) und dem Transportwesen (Systembus) nichts auf die Reihe bekommt. Dann brauchts ja noch die Presse Abteilung (Grafikteil auf der Platine und Monitor) die für die Grafikanzeige zuständig sind, klar sonst sieht man ja auch nicht was in dem Dorf so vor sich geht. Die Public Relationabteilung regelt die Kommunikation zwischen dem Häuptling und den Leuten (also Eingabegeräte), damit der Häuptling überhaupt weiss was er jetzt tun muss, zumindst glaubt er das, in wahrheit ist der strohdumm und wäre ohne seine Helferlein komplett verloren. Da kommt das Innenministerium ins Spiel (Software) ohne die der Hauptling noch nicht mal weiss, wer er selber ist, bzw. wozu er überhaupt da ist.
Wichtig sind natürlich wie immer die Steuern (Münzprüfer) ohne die der Häuptling schonmal gar keinen Finger rührt, der faule Sack.. Der reagiert erst auf bare Münze und wehe du schmeisst ne falsche ein ;)

Natürlich streift das obige jetzt nur ganz peripher die Materie, aber ich denke das gibt mal nen groben überblick.

Noch mehr Infos gibts in unseren Newbie Bereich (siehe Menü oben) und im Wiki. Dort steht auch einiges näher erklärt wie zum Beispiel die Platine
(http://wiki.arcadeinfo.de/index.php/PCB)

So hoffe etwas geholfen zu haben, sonst frag einfach noch nach was du wissen willst.

[Kiwes]

danke schonmal zyx, ich denke damit bekomm ich mit etwas nachdenken eine vernünftige erklärung zustande :)

und ich muss ja auch nur 10 seiten voll bekommen. und anderthalb hab ich alleine für duper mario angefangen mit donkey kong, also muss ich ja nicht sooo tief ins detail gehen :D

[zyx]

gerne, andere hier können dir einen detailierteren überblick geben, wie die interna der platine aufgebaut ist, da gibst noch einige komponenten mehr ..

[Kiwes]

So der Tag der Abgabe rückt näher und ich bin beim überarbeiten. Grammatische Fehler bitte ich zu verzeihen, die werden in Kürze noch gesucht ;)

Meine eigentliche Frage ist, ob ich schwerwiegende Fehler im Verständnis habe, oder soweit alles richtig ist und ich es meinem Lehrer so vorsetzen kann :)


Alle Arkade-Automaten sind vom Grundaufbau ähnlich. Sie bestehen aus einem Bildschirm, dem Steuerelement, einer Platine, dem Prozessor und natürlich einem Gehäuse. Alle Bauteile bauen aufeinander auf und benötigen die anderen um zu funktionieren.
Jeder Automat ist der Prozessor (auch CPU, Central Processing Unit), der zwar die Zusammenarbeit der anderen Bauteile ermöglicht, selbst aber nicht direkt für das Spiel zuständig ist. Deshalb wurde in vielen Automaten der gleiche Prozessor verwendet, da dies Entwicklungskosten sparte und die Produktion vereinfachte.
Über das Steuerelement, welches man mit unseren heutigen Controllern vergleichen kann, steuert der menschliche Spieler, was über den Prozessor an die Platine geleitet wird. Es besteht häufig aus einem Joystick und einigen Knöpfen, jedoch gab es auch Ausnahmen.
Auf der Platine dagegen sind alle Daten gespeichert, die benötigt werden um das Spiel verwenden, es ist sozusagen eine Art austauschbarer Schaltkreis. Deshalb kann man die Platine als Herzstück des Automaten bezeichnen, da sie dafür verantwortlich ist, wie das Spiel aussieht und gesteuert wird.
Die Impulse, die die Platine vom Prozessor empfängt verarbeitet sie und gibt dann die grafischen Signale zurück, die sie dann über die CPU am Bildschirm angezeigt werden. Der Bildschirm ist entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet. Was genau benötigt wird richtet sich nach dem Spiel, Space Invaders braucht z.B. eine horizontale Ausrichtung.


Gruß Kiwes

[apfelanni]

zum aufbau eines automaten : grob gesagt gehäuse , monitor ( röhre und chassis analog einem röhrenfernsehers ) , netzteil , eingabegeräte >also steuer-bedienpult mit joysticks , buttons,ggfls auch lenkrad, pedalen, drehregler (spinner) oder trackball (kugel). dazu noch ein wenig begleittechnik wie münzeinwurf ,kreditverwaltung, beleuchtung,lautsprecher usw.

das spiel besteht klassischerweise aus einem platineneinschub , also einer einzigen einheit ,wo cpu , arbeitsspeicher als auch datenspeicher ( zb. eproms ) alles zusammen drauf verbaut ist. modulare systeme wie in heutigen konsolen kamen erst später auf. dort laufen alle fäden zusammen ,wobei die der automat üblicherweise über einen vieladrigen kabelbaum mit 56 poligen stecker (jamma-standard ) mit dem spielebord kommuniziert. stromversorgung vom automaten läuft darüber genauso wie die eingaben der bedienteile. in gegenrichtung läuft dann zb. tonausgabe und ausgabe des videosignals an den schirm .

das cpu , schaltkreis usw. geblubbere kannste vergessen.

[Kiwes]

zum aufbau eines automaten : grob gesagt gehäuse , monitor ( röhre und chassis analog einem röhrenfernsehers ) , netzteil , eingabegeräte >also steuer-bedienpult mit joysticks , buttons,ggfls auch lenkrad, pedalen, drehregler (spinner) oder trackball (kugel). dazu noch ein wenig begleittechnik wie münzeinwurf ,kreditverwaltung, beleuchtung,lautsprecher usw.

das spiel besteht klassischerweise aus einem platineneinschub , also einer einzigen einheit ,wo cpu , arbeitsspeicher als auch datenspeicher ( zb. eproms ) alles zusammen drauf verbaut ist. modulare systeme wie in heutigen konsolen kamen erst später auf. dort laufen alle fäden zusammen ,wobei die der automat üblicherweise über einen vieladrigen kabelbaum mit 56 poligen stecker (jamma-standard ) mit dem spielebord kommuniziert. stromversorgung vom automaten läuft darüber genauso wie die eingaben der bedienteile. in gegenrichtung läuft dann zb. tonausgabe und ausgabe des videosignals an den schirm .

das cpu , schaltkreis usw. geblubbere kannste vergessen.

willst du mir jetzt hinweise zur verbesserung geben oder mir sagen dass ich kompletten schwachsinn fabriziert habe?

"Geblubbere" kann man durchaus netter formulieren. Mir fehlt leider die nötige Fachkenntnis in dem Bereich um eine technisch richtige Erklärung zu schreiben, aber deshalb bin ich ja hier.

wenn eine Platine kein schaltkreis ist, was ist sie dann, bzw. was macht sie um z.b. eine neigung des Joysticks zu verarbeiten und in eine Bewegung der Spielfigur umzusetzen?

Gruß Kiwes

[apfelanni]

wollte nur helfen , das du nicht den totalen schmarren schreibst. ne 9 volt batterie mit ner fahrradbirne drangehalten is auch nen schaltkreis . das ist so nichtssagend wie so fussballweisheiten : der ball ist rund .

meinte halt so sätze wie den hier .. :

Die Impulse, die die Platine vom Prozessor empfängt verarbeitet sie und gibt dann die grafischen Signale zurück, die sie dann über die CPU am Bildschirm angezeigt werden.
ich halt .

[MR_CODE_RED]

Will dir nicht zu Nahe treten, aber was anni schreibt ist schon richtig, das wirkt als ob du einiges Wild durcheinander geworfen hast und grundlegendes falsch interpretierst.

Du schreibst:
"Alle Arkade-Automaten sind vom Grundaufbau ähnlich. Sie bestehen aus einem Bildschirm, dem Steuerelement, einer Platine, dem Prozessor und natürlich einem Gehäuse"

die Platine, PCB (Printed Circuit Board) ist eine Hardwarezusammenstellung auf einem Board, da sind alle Bauteile wie EPROMS, CPU, Arbeitsspeicher, Soundchips, Grafikchips ect. bereits integriert. Das heißt du musst den Prozessor hier nicht noch explizit erwähnen.

Das bedeutet, dass du für jedes Spiel eine eigene Platine benötigst, auf der alle nötigen Hardwarekomponenten verbaut sind.

Jamma wurde 1986 eingeführt und ermöglichte es, Platinen verschiedener Hersteller in ein und derselben Arcademaschine mit gleichem Standard zu betreiben. Dabei spielte es kaum eine Rolle, ob es sich bei dem Automaten um ein Universalgehäuse oder ein „dedicated Cabinet“ (die äußere Aufmachung ist einem speziellen Spiel gewidmet) handelte. Bis 1986 waren die meisten Automaten ausschließlich für bestimmte Spiele oder Spiele bestimmter Hersteller ausgelegt.

Wenn dein Automat also einen Jamma Stecker besitzt kannst du dort einfach eine beliebige PCB mit Jamma anschluss dran anschließen.

Zu Jamma findest du im Netz eine ganze Menge und da kannst du eventuell auf die Pinnbelegungen eingehen.

"Jeder Automat ist der Prozessor (auch CPU, Central Processing Unit), der zwar die Zusammenarbeit der anderen Bauteile ermöglicht, selbst aber nicht direkt für das Spiel zuständig ist"

Ich vermute da hast du zyx Beispiel mit den Galliern etwas zu genau genommen. Jedenfalls ergibt der Satz keinen Sinn.

Also prinzipiell ist die CPU ein Prozessor, genau wie bei einem PC, dieser ist zuständig für die Berechnungen (Verarbeitung). Es gibt unzählige verschiedene CPUs (nicht nur AMD und Intel) die verwendet wurden. Auf PCBs sind oft mehrere CPUs verbaut, die sich den Rechenaufwand teilen oder verschiedene Rechnungen vornahmen.

Die Zusammenarbeit der Bauteile wird durch das PCB selbst ermöglicht, denn genau wie bei einem Motherboard eines PCs, stellt sie die Hauptplatine dar, auf der alle Bauteile miteinander über ein Bus-System verbunden sind.

"Über das Steuerelement, welches man mit unseren heutigen Controllern vergleichen kann, steuert der menschliche Spieler, was über den Prozessor an die Platine geleitet wird. Es besteht häufig aus einem Joystick und einigen Knöpfen, jedoch gab es auch Ausnahmen."

Hier kannst du mal richtig auspacken, es gibt sehr viele schöne Eingabegeräte die Anni bereits erwähnte, in unserem Wiki werden von einigen dieser Geräte die Funktionsweisen erklärt. Nochmal zum Nachschlagen was ich mir wünschen würde sind : DigitalStick, AnalogStick, Pushbuttons, Trackballs, Spinner, Lenkräder und Paddle devieces und natürlich Lightguns.

Wenn du dazu jeweils die Funktionsweisen erklärst kriegst du schon Einiges zusammen.

"Auf der Platine dagegen sind alle Daten gespeichert, die benötigt werden um das Spiel verwenden, es ist sozusagen eine Art austauschbarer Schaltkreis. Deshalb kann man die Platine als Herzstück des Automaten bezeichnen, da sie dafür verantwortlich ist, wie das Spiel aussieht und gesteuert wird."

Den Satz find ich auch unverständlich, die Daten sind in Roms gespeichert, welche auf der Platine verbaut sind und wie gesagt ein Schaltkreis kann so einiges sein.

"Die Impulse, die die Platine vom Prozessor empfängt verarbeitet sie und gibt dann die grafischen Signale zurück, die sie dann über die CPU am Bildschirm angezeigt werden. Der Bildschirm ist entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet. Was genau benötigt wird richtet sich nach dem Spiel, Space Invaders braucht z.B. eine horizontale Ausrichtung."

Nee das ist so nicht richtig. Wie gesagt der oder die Prozessoren machen die Verarbeitung. Das prinzip ist genau wie das heutige (E)ingabe (V)erarbeitung (A)usgabe aus der Informatik.
Der Spieler macht die Eingaben z.B. durch das Bewegen des Joysticks, drücken eines Pushbuttons, drehen eines Spinners, ect. dies wird dann durch die CPU(s) verarbeitet und quasi in das Spiel integriert und anschließend an die Ausgabe in dem Fall den Monitor gesendet --> Die Spielfigur bewegt sich z.B.

Das ist natürlich sehr vereinfacht dargestellt, aber du solltest am Besten auch nicht so konkret werden sonst kommt nachher nichts gescheites bei raus.

Zum Bildschirm solltest du noch erwähnen, dass es sich um einen speizellen Arcade Bildschirm handelt (lowres = low resolution = niedrige Auflösungen).
Dieser ist nicht mit einem modernen Bildschirm zu vergleichen, da er mit 15 khz arbeitet, ein moderner Bildschirm hingegen mit 31 khz. Dazu findest du im Netz oder auch hier im Forum jede Menge, ist hier quasi ein Top Thema.

Also meiner Meinung nach solltest du nicht zu konkret werden, da es sonst sehr kompliziert wird.

[Kiwes]

Danke dir MR_CODE_RED für den sehr ausführlichen Beitrag.

Da werd ich wohl noch mal über die Erklärung drüber gucken müssen, wenn ich doch so rudimentäre Fehler gemacht habe.

Aber ich denke anhand deiner detailierten Ausführung wird das nicht allzuschwer.

Jedes verschiedene Eingabegerät erklären würde den Rahmen der Arbeit bei weitem sprengen, denn sie soll ein gesammtüberblick von 1958 bis heute über die videospielgeschichte auf 10 bis maximal 15 seiten sein.

nicht konkret werden hab ich versucht bin ber wahrscheinlich dann doch gescheitert :(

Eine frage hab ich dann aber doch noch:

Wenn vor 1986 es noch kein Jamma Standart gab (was mir bekannt war), war dann quasi alles was zur berechnung des spiels nötig war in einem bauteil, also roms cpu grafik sound etc auf einer Steckplatte oder gab es dort trennungen?

und nach 1986, was war der festbestandteil und was genau befand sich auf der platine die an den genormten anschluss angebracht wurde?

Danke bis hierhin, ihr habt mir sehr geholfen :)

Gruß Kiwes

[Bytestopper]

Eine frage hab ich dann aber doch noch:

Wenn vor 1986 es noch kein Jamma Standart gab (was mir bekannt war), war dann quasi alles was zur berechnung des spiels nötig war in einem bauteil, also roms cpu grafik sound etc auf einer Steckplatte oder gab es dort trennungen?

und nach 1986, was war der festbestandteil und was genau befand sich auf der platine die an den genormten anschluss angebracht wurde?

Nee. Jamma ist nur der Standard, der für den Anschluß der Platine gilt. Die Platinen selbst waren auch früher schon "komplette PC's", die alles, was man brauchte auf der Platine vereinten. Nur, an einen Jamma-Anschluß konnte (kann) man die nur mit einem entsprechenden Adapter betreiben sowie auch umgekehrt eine Jamma-Platine nur mit Adapter an einen Nicht-Jamma-Automaten. Es gibt Dutzende verschiedene Adapter für alle Lebenslagen.

Mario

[Kiwes]

schonmal aufschlussreich :)

aber was wird an den standart angeschlossen?

ich vermute die eingabegeräte und der bildschirm oder?

[Lindula]

aber was wird an den standart angeschlossen?

ich vermute die eingabegeräte und der bildschirm oder?

Desweiteren die Spannungsversorgung des PCB,der Lautsprecher für die Soundausgabe,der Münzprüfer usw...

Greetz,

Lindula

[Volley02]

Am JammaStecker sind alle Eingabesignale (Buttos, Joysticks, Münzer etc) und alle Ausgangssignale (Ton, Video (RGB und Sync)) immer an der selben Stelle. Deswegen kann man in Jamma Automaten ja auch die Spieleplatinen einfach wechseln.
VOR Jamma hatte jede Platine ihre eigene Steckerbelegung, da ging das nicht....